分子动力学模拟的艺术与实践

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"The Art of Molecular Dynamics Simulation - 一本关于分子动力学模拟的权威教材,针对初学者和有经验的研究者提供了教程和参考资料。" 在分子科学的领域中,分子动力学模拟是一种极其强大的技术,它涉及到解决经典多体问题,以研究原子层面的物质性质。由于没有其他方法能以同样的详细程度处理如此广泛的问题,分子动力学方法在理论和应用研究中都不可或缺。《分子动力学模拟的艺术》是这个领域的权威教科书,被誉为最佳之选。 这本书将教学和实践集合于一体,为初学者提供入门指导,同时为资深研究者提供参考手册。其结构设计为一系列案例研究,引导读者逐步了解如何定义问题、开发必要的软件,并利用这些程序进行实际测量。这种结构使得学习过程更具操作性和实践性。 第二版进行了大规模修订和扩充,加入了大量新内容,案例研究中的软件也全部更新。这使得读者能够接触到最新的技术和理论进展,确保他们在分子动力学领域的知识保持最新。 作者Dennis Rapaport拥有墨尔本大学的物理学士和硕士学位,他的专业知识和经验贯穿于全书,使得这本书成为分子动力学领域的重要参考资料。通过阅读和实践本书,读者不仅可以掌握基本概念,还能学会如何运用分子动力学模拟来解决实际科研问题,从而深化对物质微观世界的理解。 《分子动力学模拟的艺术》涵盖了从基础知识到高级应用的广泛内容,包括但不限于分子动力学的基本原理、算法实现、模拟设置、数据分析以及结果解释。对于那些希望深入理解分子世界并利用模拟技术探索新发现的科学家和工程师来说,这是一本不可多得的书籍。
2009-03-10 上传
分子动力学模拟最为经典的一本书。 Contents: 1 Introduction 1 1.1 Historical background 1 1.2 Computer simulation 2 1.3 Molecular dynamics 4 1.4 Organization 8 1.5 Further reading 10 2 Basic molecular dynamics 11 2.1 Introduction 11 2.2 Soft-disk fluid 11 2.3 Methodology 18 2.4 Programming 20 2.5 Results 34 2.6 Further study 43 3 Simulating simple systems 44 3.1 Introduction 44 3.2 Equations of motion 44 3.3 Potential functions 46 3.4 Interaction computations 49 3.5 Integration methods 60 3.6 Initial state 67 3.7 Performance measurements 74 3.8 Trajectory sensitivity 77 3.9 Further study 82 v vi Contents 4 Equilibrium properties of simple fluids 83 4.1 Introduction 83 4.2 Thermodynamic measurements 84 4.3 Structure 90 4.4 Packing studies 96 4.5 Cluster analysis 112 4.6 Further study 118 5 Dynamical properties of simple fluids 120 5.1 Introduction 120 5.2 Transport coefficients 120 5.3 Measuring transport coefficients 124 5.4 Space–time correlation functions 134 5.5 Measurements 145 5.6 Further study 152 6 Alternative ensembles 153 6.1 Introduction 153 6.2 Feedback methods 154 6.3 Constraint methods 165 6.4 Further study 174 7 Nonequilibrium dynamics 176 7.1 Introduction 176 7.2 Homogeneous and inhomogeneous systems 176 7.3 Direct measurement 177 7.4 Modified dynamics 188 7.5 Further study 198 8 Rigid molecules 199 8.1 Introduction 199 8.2 Dynamics 200 8.3 Molecular construction 216 8.4 Measurements 222 8.5 Rotation matrix representation 232 8.6 Further study 243 9 Flexible molecules 245 9.1 Introduction 245 9.2 Description of molecule 245 9.3 Implementation details 247 9.4 Properties 251 9.5 Modeling structure formation 256 Contents vii 9.6 Surfactant models 257 9.7 Surfactant behavior 262 9.8 Further study 266 10 Geometrically constrained molecules 267 10.1 Introduction 267 10.2 Geometric constraints 267 10.3 Solving the constraint problem 270 10.4 Internal forces 278 10.5 Implementation details 286 10.6 Measurements 291 10.7 Further study 294 11 Internal coordinates 296 11.1 Introd